Колонна низкотемпературной ректификации

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1» 539208

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.08.72 (21) 1821470j26 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15.12.76. Бюллетень М 46

Дата опубликования описания 23.12.76 (51) М. Кл."- F 25.1 3, 02

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621.593(088.8) по делам изобретений н OTKpbITHH (72) Авторы изобретения

А. И. Семенов, А. Г. Петрик, И. В. Поселянин, Л. Я. Шварцман и H. И. Абрамова (71) Заявитель (54) КОЛОННА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ РЕКТИФИКАЦИИ

Предлагаемое изобретение может быть использовано при получении особо чистых полупроводниковых материалов в цветной металлургии и электронной технике.

Известна колонна низкотемпературной ректификации, содержащая ректифицирующую часть, верхний куб-накопитель с конденсаторной трубкой, имеющей тепловой контакт с теплопередающим элементом криостата, выполненного в виде сосуда Дьюара, и нижний куб полного испарения (1). Ректифицирующая часть колонны выполнена из стекла.

К недостаткам известной колонны следует отнести неполное использование хладоносителя в криостате и сложность очистки таких взрывоопасных газов, как гидриды, а также хлористого водорода, являющегося агрессивным газом.

Цель изобретения — повышение эффективности очистки, уменьшение энергозатрат прп конденсации и обеспечение условий безопасности.

Цель достигается тем, что между ректпфпцпрующей частью и нижним кубом полного испарения вмонтирована винтовая вставка, оканчивающаяся в кубе полного испарения сепаратором, заключенная в нагреватель, а также тем, что на выходе конденсаторной тру бки установлен кожухотрубный теплообменппк, межтрубнос пространство которого соединено с сосудом Дьюара через отверстия, выполненные в теплопередающем элементе со свободным сечением до 70 /о от сечения теплопередающего элемента.

На чертеже представлена колонна низкотемпературной ректифнкацпн. Колонна состоит пз ректпфпцнрующей части 1, куба-накопителя 2, куба полного испарения 3, пагрс10 ватсля 4, сепаратора 5, в)штовой вставки 6, клапана-дозатора 7, парового патрубка 8, крпостата 9 и кожухотрубного теплообмсннпка 10, установленного на выходе конденсаторной трубки 11 п теплопередаюн1его элемента 12. Колонна выполнена полностью пз нержавеющей стали Х18Н10Т.

У стройство работает следующим образом.

)Кидкий продукт через клапан 7 поступает в канал, образуемый винтовой вставкой 6 в области нагревателя 4, где испаряется п в виде паров черсз сепаратор 5 поступает в куб полного испарения 3, а оттуда через паровой патрубок 8 — в ректпфпцпрующую часть колонны. Насадка, заполняющая ректпфпцпру25 ющую часть колонны, выполнена нз нпхромовой проволоки в виде колец диаметром

4 мм п высотой 4 мм.

Образуемые в области винтовой вставки 5 пары получаюг вращательное движение п, 30 111)с 1 ll ) я н 1 ) б) п1), поГ1) пс!1а рспп)! 3, отдсля539208

20 ются в сепараторе 5 от твердых частиц и капельной жидкости.

Нагрев паров до 200 †4 С позволяет одновременно производнть термоочистку от примесей, имеющих температуру разложения ниже 200 — 400 С.

Пары нз ректифицирующей части 1 поступают в трубку 11 на конденсацию. хКидкий конденсат собирают в кубе-накопителе 2, откуда через клапан стекает флегма в ректифшп!рующую часть колонны.

Конденсаторная Tpj бка ох 11 I< i1cf.сН кпм и испарившимся азотом посредством охватываю!цего трубку теплопередающего элемента 12, опущенного одним концом в крпостат 9 с кидким азотом. Температура теплопередающего элемента поддерживает ся близкой к температуре кипения очищенного газа.

Отверстия, выполненные в элементе 12, образуют дополнительную поверхность теплообмсна 13 н соед!шяют область сосуда Дьюара с !С к рубным пространством кожухотрубпого тсилооомсши!ка 10.

Ф ор м ул а изобретения

КО !>!!In If,fçêoòcìïcpàòópff0é рск11!фикацпп для разделения газовых смесей, содержащая рскти!11нциру!Ощу!О часть, веряшй куб-накошп ель с конденсаторной трубкой, имеюшей тепловой контакт с теплопередающим элементом криостата, выполненного в виде сосуда Дьюара, и нижний куб полного испарспия, отличающаяся тем, что, с цеЛЫО ПОВЬ!Н!СНПЯ ЭффЕКТИВПОСТН ОЧНСТКП I! умспьшсния энергозатрат прп копдепсации, между ректпфицирующей частью и ш!жним кубом полного испарения вмонтирована вш!товая вставка, оканчивающаяся в кубе пол-!. ого пспареппя сепаратором, заключенная в нагреватель, а па выходе копденсатор ой трубки установлен кожухотрубный теплообмешшк, причем его межтрубное пространство соед!шепо с сосудом Дьюара через отверстия, которые выполнены в теплопередаю!цем элементе.

2. Колонна по п. 1, отличающаяся тем, что в теплопередающем элементе криостата выполнены отверстия со свободным сечением до 70% от сс Iefrfrsf тсплопередаюшсго элемента.

Исто шик IIII)op !a f1!»I, принятый во:Ii! Iма!ше при экспертизе:

1. Сборник «ПО1учсипе и анас!Пз вен!еств особой чистоты» под рсд. Корснмапа, изд.

«Паука», М., 1966, с. 65.

539208

Составитель Г. Ольшанская

Редактор Э. Шибаева Техред М. Семенов Корректор Т, Гревцова

Заказ 2752)19 Изд. № 1841 Тираж 690 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Типография, пр. Сапунова, 2